Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 13
1.1. Патогистологические изменения в ткани головки бедра при различных этиологических формах коксартроза 13
1.2 . Механизмы взаимодействия остеобластов и остеокластов в процессе ремоделирования костной ткани 18
1.3. Значение фактора роста эндотелия сосудов в развитии остеоартроза .20
1.4. Тетрат-резистентная кислая фосфатаза в оценке резорбтивной активности остеокластов 23
1.5. Апоптоз и пролиферативная активность клеток костной ткани при остеоартрозе 1.5.1. Маркеры апоптоза (р53 и bcl-2) 24
1.5.2. Маркер пролиферативной активности (Ki-67) 28
1.6. Резюме 30
Собственные исследования
Глава 2. Материалы и методы исследования 31
2.1. Материалы исследования 31
2.2. Методы исследования 33
ГЛАВА 3. Морфологические особенности строения головки бедра при коксартрозе 38
3.1. Макроскопические особенности строения головки бедра при коксартрозе 38
3.2. Гистопатологические особенности строения ткани головки бедра при коксартрозе 41
3.3. Морфометрические особенности ткани головки бедра при коксартрозе
3.3.1. Толщина суставной поверхности, костных балок и их площадь 47
3.3.2. Выраженность фиброза суставной поверхности и костной ткани 50
3.4. Резюме 54
Глава 4. Иммуногистохимические особенности костной ткани головки бедра при коксартрозе 56
4.1. Оценка уровня экспрессии VEGF клетками костной ткани 56
4.2. Средняя площадь сосудов микроциркуляторного русла 60
4.3. Уровень экспрессии TRAcP остеокластами и количество остеокластов 62
4.4. Оценка уровня пролиферативной активности и апоптоза клеток костной ткани головки бедра
4.4.1. Особенности экспрессии маркера клеточной пролиферации Ki-67 65
4.4.2. Особенности экспрессии маркера ингибитора апоптоза bcl-2 68
4.4.3. Особенности экспрессии маркера активатора апоптоза р53 71
4.5. Резюме 73
ГЛАВА 5. Корерляционный анализ морфологических и иммуногистохимических показателей костной ткани головки бедра при коксартрозе 75
5.1. Корреляционный анализ при диспластическом коксартрозе 75
5.2. Корреляционный анализ при постишемическом коксартрозе 79
5.3. Корреляционный анализ при посттравматическом коксартрозе 81
5.4. Резюме 83
Заключение 85
Выводы 89
Практические рекомендации 91
Список сокращений и условных обозначений 92
Список литературы
- . Механизмы взаимодействия остеобластов и остеокластов в процессе ремоделирования костной ткани
- Методы исследования
- Толщина суставной поверхности, костных балок и их площадь
- Оценка уровня пролиферативной активности и апоптоза клеток костной ткани головки бедра
Введение к работе
Актуальность проблемы
Перипротезная инфекция - одно из грозных осложнений
эндопротезирования, лечение которого сопряжено с большими трудностями,
что делает эту проблему в настоящее время очень актуальной. По данным
отечественных и зарубежных авторов, гнойные осложнения в
эндопротезировании составляют от 1 до 11%, нередко сопровождаются рецидивами, сепсисом, вплоть до летального исхода [С. А. Божкова, 2011; Д. Б. Борисов, 2013].
Методы лечения, применяемые в хирургии перипротезной инфекции,
весьма разнообразны и включают выполнение дебридмента, одно- или
двухэтапное ревизионное эндопротезирование, а также различные варианты
артропластики. Все перечисленные подходы предусматривают обязательное
проведение курсов антибактериальной терапии как базисной основы
купирования гнойно-воспалительного процесса (Лю Бо с соавт., 2014; Г.Г.
Дзюба с соавт., 2014; N. Prasad et al., 2014; А. В. Алабут с соавт., 2013; C.
Carulli et al., 2013; J. Wang et al., 2013; Г.Г. Гарифуллов с соавт., 2012; P. Cai et
al., 2012; Н. М. Клюшин с соавт., 2011; Д.Г. Алексеев с соавт., 2011; M.
F. Kurd et al., 2010; J. Rodrguez-Bao et al., 2008; F. Y. Chiuet al., 2007; Y. Mittal et al., 2007; J. Barbern et al., 2006).
Наряду с чисто хирургическими приемами обработки тканей в последнее десятилетие стали широко использоваться технические средства остеосинтеза, в том числе различные конструкции артикулирующих спейсеров и аппаратов внешней фиксации. Это позволило повысить жесткость фиксации и сохранить опороспособность конечности в течение всего срока лечения, а при выполнении артропластических операций добиваться не только восстановления опороспособности конечности, но и ее длины (C. C. Castelli et al.,2014;
A. A. Shaikh et al., 2014; В. Ю. Мурылев с соавт., 2013; G. Calonego, 2013;
B. Borgohain, 2012; Н.М. Клюшин с соавт., 2011; S. J. Incavo et al.,2009 и др.).
Вместе с тем, в ряде случаев при использовании известных приемов
хирургического лечения перипротезной инфекции не учитывается состояние
костей, образующих оперируемый сустав, что приводит к их избыточной
травматизации, ухудшающей функциональное состояние конечности, либо
не обеспечивается полная санация очага инфекции, приводящая к рецидиву
воспалительного процесса. Следствием является необходимость
совершенствования приемов антибактериальной терапии в плане снижения ее объема и продолжительности, а также возможности комбинирования различных препаратов. Одновременно, это вызывает потребность в использовании средств остеосинтеза, позволяющих наряду с созданием оптимальных условий для купирования гнойно-воспалительного процесса осуществлять активное воздействие на ткани поврежденной конечности, обеспечивая, тем самым, возможность полного или частичного замещения костного дефекта.
Цель исследования: клиническое обоснование эффективности дифференцированного, в зависимости от состояния тканей коленного сустава, использования различных оперативных методик и технических средств фиксации при лечении пациентов с перипротезной инфекцией.
Для достижения поставленной цели нами решались следующие задачи.
Задачи исследования:
-
На основании анализа данных клинических, лабораторных и инструментальных исследований больных с перипротезной инфекцией коленного сустава определить лечебную тактику с использованием наиболее рациональной методики, учитывающей состояние тканей пораженного сустава, и технических средств фиксации.
-
Разработать алгоритм выполнения каждой из используемых методик, включая технологию установки и демонтажа соответствующих им технических средств остеосинтеза; предложить схему выполнения
антибактериальной терапии, обеспечивающую снижение необходимой продолжительности ее проведения и повышающую эффективность использования антибактериальных средств. 3) Проанализировать ближайшие и отдаленные исходы лечения больных; выявить встретившиеся осложнения; предложить меры для их профилактики и своевременного устранения.
Научная новизна
Впервые на большом клиническом материале (97 больных) доказана
клиническая эффективность дифференцированного, в зависимости от
состояния тканей конечности, использования различных методик лечения
перипротезной инфекции и средств фиксации. Показана возможность
снижения объема и продолжительности использования антибактериальной терапии до одного обязательного курса, включающего назначение одновременно двух, усиливающих действие друг друга антибиотиков, вне зависимости от степени выраженности гнойно - воспалительного процесса. Разработаны показания к применению и предложен алгоритм выполнения каждой из методик, а также технология установки и демонтажа технических средств фиксации.
Практическая значимость работы
Дифференцированное, в зависимости от состояния тканей коленного сустава, использование различных методик лечения и соответствующих им технических средств фиксации позволяет снизить число рецидивов гнойного процесса, обеспечивает сохранение опорности конечности в течение всего срока остеосинтеза и последующей реабилитации, что создает оптимальные условия для течения репаративных процессов и положительно сказывается на эмоциональном статусе пациента. Технологичность выполняемых приемов остеосинтеза делает их доступными для широкого круга врачей-хирургов различных специализированных отделений лечебных учреждений.
Материалы и методы исследования
В основу работы положен опыт хирургического лечения 97 больных с
перипротезной инфекцией коленного сустава, пролеченных в РНЦ «ВТО»
им. академика Г.А. Илизарова в период с 2004 по 2016 год. В данном
исследовании использовались клинический, рентгенологический,
микробиологический, ультразвуковой и лабораторные методы исследования. Анализ полученных результатов исследования проводили с помощью описательной статистики с использованием “Microsoft Excel” программного продукта “Microsoft Office”.
Положения, выносимые на защиту:
1) Выбор оптимальный методики лечения больных с перипротезной
инфекцией коленного сустава определяется состоянием его тканей,
которое выявляется в ходе предоперационного обследования и
последующего оперативного вмешательства.
2) В ходе лечения больных с инфекцией вокруг импланта коленного
сустава антибиотикотерапию целесообразно проводить одним
курсом с назначением одновременно двух, синергично
направленных препаратов. Гарантом купирования гнойного
процесса является качественная хирургическая обработка тканей
коленного сустава в сочетании с курсом антибиотикотерапии до 4
недель.
Степень достоверности и апробация результатов
Диссертация выполнена по плану НИР ФГБУ РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова в рамках темы “Современные системы лечения больных
хроническим остеомиелитом на основе метода управляемого остеосинтеза” (гос. рег. № 01201155767).
Основные результаты исследования опубликованы в научных журналах и доложены на международных и Всероссийских конференциях, посвященных вопросам лечения больных с глубокой перипротезной инфекцией.
Личный вклад автора
Выполнен ретроспективный анализ архивного материала 97 пациентов
с перипротезной инфекцией коленного сустава, проходивших стационарное
лечение в РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова. Автором работы
прооперировано 60 пациентов, в 17 оперативных вмешательствах
принимал участие в качестве ассистента. Проанализированы и статистически обработаны клинические и рентгенологические результаты обследования и лечения 97 больных, подвергнутых оперативному вмешательству. Автор принимал непосредственное участие в подготовке всех научных публикаций и докладов.
Публикации и внедрение
По теме диссертационного исследования опубликовано 11 работ, из них 4 в рекомендованных ВАК России изданиях и одна в рецензируемом зарубежном издании. В клинике РНЦ «ВТО» при лечении больных используются усовершенствованные с участием автора методики лечения перипротезной инфекции.
Объем и структура работы
. Механизмы взаимодействия остеобластов и остеокластов в процессе ремоделирования костной ткани
Причины развития посттравматического остеоартроза тазобедренного сустава – одномоментная травма или хроническая микротравматизация, вызывающие повреждение связочного аппарата сустава, хрящевой ткани, субхондральной пластинки и губчатой кости.
Асептический некроз головки бедренной кости – патологический процесс, являющийся результатом нарушения кровотока в зоне эпифиза, с дальнейшим некрозом элементов как костного мозга, так и костной ткани головки бедра, что в конечном итоге (IV стадия заболевания) приводит к развитию вторичного остеоартроза тазобедренного сустава (Шушарин А.Г. и др., 2012 Tripathy S.K. et al., 2015).
Попытки дать гистопатологическую характеристику ткани головки бедренной кости при остеоартрозе предпринимаются на протяжении нескольких десятилетий. Так, для характеристики патологических изменений хряща при остеоартрозе в 1971 году Mankin H. J. и соавторы разработали специальную балльную шкалу (Mankin H.J. et al., 1971). Балльная оценка отражает несколько позиций: потерю структурной организации хрящевой ткани (от 0 до 6 баллов), нарушение клеточных характеристик (от 0 до 3 баллов), потерю окрашивания сафранином-О (от 0 до 4 баллов) и нарушение целостности гиалинового хряща (0 баллов – целостность сохранена, 1 балл – целостность нарушена).
Международным обществом по изучению остеоартроза (OARSI) была предложена новая, более современная система оценка гистопатологических изменений суставного гиалинового хряща. Авторами данной системы выделяются 6 стадий изменений (Hawellek T. et al., 2016). Патологические изменения в хрящевой ткани начинаются с поверхностной зоны, постепенно распространяясь на более глубокие отделы, вплоть до полного стирания суставного хряща. За 0 стадию предложено принимать интактное состояние суставного хряща. При I стадии целостность суставной поверхности хряща остается ненарушенной, однако наблюдается исчезновение бесклеточной пластинки. В хондроцитах одновременно наблюдаются признаки апоптоза, гипертрофии и пролиферации. Во II стадии присоединяются такие изменения, как неглубокие трещины и горизонтальное разволокнение в пределах поверхностной зоны хряща. В III стадии вертикальные трещины захватывают и центральную зону. Хондроциты располагаются хаотично, образуя очаговые скопления. При IV стадии патологического процесса хрящевая ткань имеет микроворсинки, которые периодически отшнуровываются в полость сустава. На V стадии в патологический процесс вовлекается субхондральная кость, что характеризуется хаотичным расположением костных балок с нечеткими контурами и фиброзом межбалочного пространства. VI стадия – это деформация суставных поверхностей различной степени выраженности. Обнаженная субхондральная кость резко утолщена, с признаками дегенеративных изменений в виде склероза и фиброза.
Классификация OARSI, по сравнению с классификацией Mankin H. J., более информативна и универсальна так как затрагивает не только изменения, происходящие в гиалиновом хряще суставной поверхности, но и в субхондральной костной ткани. Однако, как можно наблюдать, данные классификации не указывают на характерные особенности костной ткани головки бедра при остеоартрозе тазобедренного сустава с учетом его этиологии.
Для коксартроза описан ряд общих гистопатологических признаков, свидетельствующих о выраженных дегенеративно-дистрофических изменениях суставного хряща. Это проявляется в истончении, разволокнении и фрагментации хрящевых структур. Изогенные группы хондроцитов теряют свою вертикальную гистоархитектонику, а сами клетки подвергаются вакуолизации и лизису (Guo W.S. et al., 2008). Интертерриториальное пространство хрящевой ткани теряет базофилию, приобретает оксифильную окраску. Большинство хондроцитов подвергаются деструктивным изменениям. В местах локально истонченного и разрушенного суставного хряща разрастается рыхлая волокнистая соединительная ткань. В просвете микрососудов отмечаются признаки сладжирования форменных элементов крови, микротромбозы, а также повреждение эндотелиоцитов (Takeda M. et al., 2008).
В краевых отделах головки бедра дегенеративные измененные хряща сочетаются с проявлениями неоостеогенеза, что приводит к формированию остеофитов. Происходит уплощение головки бедренной кости. Участки реактивного остеогенеза на месте деструктивно измененного суставного хряща также подвергаются деструкции. В отдельных участках сохраняются структуры новообразованной пластинчатой костной ткани, чередующиеся с небольшими остаточными очагами гиалиновой хрящевой ткани с признаками кальцификации (Аверьянов А.А. и др., 2012).
Кроме общих гистологических признаков были установлены и некоторые специфичные морфологические особенности строения головки бедра в зависимости от этиологии остеоартроза. Так, при посттравматической этиологии остеоартроза отмечена мозаичная структура суставного хряща головки бедра (участки неизмененной гиалиновой хрящевой ткани чередуются с зонами выраженных деструктивных изменений). В участках деструкции суставного хряща выявлены клеточная диссоциация изогенных групп хондроцитов с признаками кариопикноза, кариорексиса, плазморексиса. В местах разрушения хрящевой пластинки обнаруживается плотная оформленная волокнистая соединительная ткань (Гольдберг О.А. и др., 2012).
Методы исследования
Из операционной материал доставлялся в патологоанатомическое отделение в забуференном 10% нейтральном растворе формалина. В лаборатории проводилось макроскопическое описание препарата и забор фрагментов ткани для микроскопического исследования. Из доставленного материала по описанной в литературе методике (Dimenstein I.B., 2008 Buesa R.J., 2010), с применением специального устройства (Давыдов Д.А., Устьянцева И.М. Устройство для фиксации головки бедренной кости в процессе ее распила для подготовки биологического материала к гистологическому исследованию : патент № 2593158 / № 2015115221/05 заявл. 22.04.2015 опубл. 27.07.2016, Бюл. № 21.) в вертикальном направлении из наиболее нагружаемого участка головки выпиливался фрагмент суставной поверхности и субхондральной костной ткани объемом 0,75 см3 (размерами 1,5х1,0х0,5 см). С целью сохранения антигенной структуры клеток костной ткани и возможности в дальнейшем выполнить иммуногистохимическое исследование фиксацию и декальцинацию выпиленных фрагментов проводили в растворе ЭДТА (Lu Y. et al., 2014) (ООО «ЭргоПродакшн», Россия) согласно инструкции производителя. После декальцинации проводилась гистологическая проводка материала с дальнейшим заключением его в парафин. Серийные гистологические срезы толщиной 3-5 мкм готовили на ротационном микротоме (Accu-Cut SRM 200, Китай) с последующей окраской гематоксилин-эозином и гематоксилин-пикрофуксином. Исследование проводилось на световом микроскопе (Nicon Ci 34 S, Китай объективы 4, 10, 40, 100 окуляры 10) с использованием цифровой фотокамеры (Nicon DS-Fi2, Япония). Морфометрический метод
При помощи специализированного программного обеспечения (NIS-Elements BR 4.30.00) проводились морфометрические измерения интересующих нас параметров строения костной и хрящевой ткани (толщина суставной поверхности и костных балок, площадь костных балок, выраженность фиброза в ткани суставной поверхности и в губчатом веществе костной ткани). Такой показатель, как площадь костных балок, измерялся в "мкм2", статистический анализ проводился в этих же единицах. Для большей презентабельности результатов измерения значение площади в "мкм2" делилось на 1000000 и данные представлялись в "мм2". Преобразование единиц измерения на результатах статистической обработки данных не отразилось. Оценку выраженности фиброза проводили путем определения площади фиброзной ткани в 5 случайных полях зрения на срезах, окрашенных гематоксилин-пикрофуксином, при увеличении микроскопа х100 раз (Авдалян А.М. и др., 2010). При площади фиброза до 25% присваивали "1" балл, от 25% до 49% - "2" балла, от 50% до 74% - "3" балла, 75% и более - "4" балла (т.е. непрерывные данные были разбиты точками деления на порядковые категории).
Иммуногистохимический метод
Для постановки иммуногистохимической реакции использовались высокоадгезивные стекла с положительно заряженной поверхностью (Super Frost Plus). Срезы, установленные на стекла, высушивались в течение 12 часов при температуре 37C на термостолике. Все этапы постановки иммуногистохимических реакций проводились в автоматическом режиме на иммуногистостейнере Bench Mark XT (Ventana) с соблюдением протокола исследования к каждому антителу. Для визуализации использовалась универсальная система ultraVIEW Universal DAB (Ventana) - комплекс с вторичными антителами и хромоген DAB. Докрашивание проводили Hematoxylin II (Ventana). После проведения реакции срезы подвергали дегидратации и помещали под покровное стекла. Набор первичных антител (RTU), используемых в исследовательской работе, представлен в таблице 2.
Для оценки процессов ремоделирования определялся уровень экспрессии маркеров пролиферации и апоптоза (Ki-67, p53, bcl-2) в клетках костной ткани. Оценку резорбтивной активности остеокластов проводили при помощи специализированного программного обеспечения (NIS-Elements BR 4.30.00) путем определения уровня цитоплазматической экспрессии TRAcP (средняя оптическая плотность в условных единицах – у.е.) и подсчетом количества самих остеокластов. Васкулогенез оценивали путем определения средней площади сосудов (CD34+ окрашенный эндотелий) и уровня цитоплазматической экспрессии VEGF остеобластами и остеокластами (средняя оптическая плотность в условных единицах – у.е.) (Капустин Р.В. и др., 2012 Кветной И.М. и др., 2015). Критерии оценки экспрессии маркеров указаны в таблице 3.
Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью прикладного пакета программ Statistica, версия 6.0. Проверку нормальности распределения количественных (непрерывных и порядковых) данных выполняли с помощью критерия Шапиро-Уилка (W). При получении значимых показателей критерия нулевую гипотезу о соответствии анализируемых данных нормальному закону распределения отвергали. В случае нормального распределения данных мерой центральной тенденции являлось среднее значение (М), а мерой рассеяния – стандартное отклонение (с.о.). Если распределение данных в выборке не соответствовало нормальному закону, то мерой центральной тенденции являлась медиана (Ме), а мерой рассеяния – интерквартильный интервал (и.и.) - интервал между 25% и 75% данных в выборке. Для выявления различий между тремя группами в независимой выборке по количественным показателям, во избежание проблемы множественных сравнений, использовали непараметрические критерии Краскела-Уоллеса (однофакторный дисперсионный анализ). При статистически значимых показателях критерия Краскела-Уоллеса для последующего выявления неоднородных групп (путем их попарных сравнений) применяли процедуры множественных сравнений с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни. Для сравнения групп с распределением значений, не отличающихся от нормального, использовали параметрический Т-критерий Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при значении р 0,05. Корреляционный анализ в представленном исследовании проводили с использованием двух критериев: коэффициента ранговой корреляции Спирмена – для выявления взаимосвязи между двумя непрерывными переменными, по крайней мере одна из которых распределена не по нормальному закону и коэффициента ранговой корреляции Кендалла Тау – для выявления взаимосвязи между двумя порядковыми переменными или между одной порядковой и одной непрерывной. По величине коэффициента ранговой корреляции условно оценивали тесноту связи между признаками, считая значения коэффициента – равные 0,3 и менее, – показателями слабой тесноты связи значения более 0,4, но менее 0,7 – показателями умеренной тесноты связи, а значения 0,7 и более – показателями высокой тесноты связи (Трухачева Н.В., 2012 Ланг Т.А., 2011).
Толщина суставной поверхности, костных балок и их площадь
Проведенный статистический анализ толщины суставной поверхности, костных балок и их площади в головке бедра при различных этиологических формах коксартроза показал следующие результаты.
При остеоартрозе тазобедренного сустава постишемической этиологии определяется максимальная толщина суставной поверхности, которая в 2,4 раза больше по сравнению с аналогичными показателями при диспластическом коксартрозе (р 0,0001) и в 1,9 раза больше, чем при коксартрозе посттравматической этиологии (р 0,0001). Минимальное значение толщины суставной поверхности характерно для диспластической формы коксартроза (р 0,0002 по сравнению с посттравматическим).
Толщина костных балок субхондральных отделов головки бедра при диспластическом остеоартрозе тазобедренного сустава в 1,6 раза больше аналогичного показателя при посттравматическом коксартрозе (р 0,0001) и в 1,7 раза больше по сравнению с постишемическим коксартрозом (р 0,0001 df=63). Минимальные значения данного показателя характерны для остеоартроза тазобедренного сустава постишемической и посттравматической этиологий. Статистически достоверных различий в толщине костных балок между постишемической и посттравматической этиологическими формами остеоартроза тазобедренного сустава не выявлено (р=0,82).
Площадь костных балок субхондральных отделов головки бедра при диспластическом коксартрозе в 1,1 раза по сравнению с таковым показателем при коксартрозе посттравматической этиологии (р 0,0001) и в 5,1 раз больше, чем при постишемическом коксартрозе (р 0,0001 df=63). Минимальное значения данного показателя характерно для остеоартроза тазобедренного сустава постишемической этиологии и составило в 4,6 раза меньше, чем при коксартрозе посттравматической этиологии (р 0,0001).
Из проведенного морфометрического анализа следует, что наиболее выраженное истончение суставной поверхности головки бедра характерно для остеоартроза тазобедренного сустава диспластической этиологии, а наиболее выраженное истончение костных балок свойственно ткани головки бедра при постишемическом коксартрозе.
Одна из задач исследования состояла в изучении выраженности фиброзных изменений суставной поверхности головки бедра и субхондральной костной ткани при отдельных этиологических формах остеоартроза тазобедренного сустава. При морфометрическом исследовании выраженности фиброза суставной поверхности головки бедренной кости в группе коксартроза диспластической этиологии установлено, что медиана данного показателя составила 3 (3-3,2) балла. В случаях постишемической и посттравматической этиологии остеоартроза тазобедренного сустава медианы выраженности фиброза суставной поверхности головки бедренной кости составили 2 (2-2,8) балла и 3,6 (3-4) балла соответственно.
Результаты морфометрического исследования выраженности фиброза межбалочных пространств субхондральных отделов костной ткани головки бедра в группе диспластического коксартроза указывают, что медиана данного показателя составила 3,9 (3-4) балла. В случаях постишемического и посттравматического остеоартроза тазобедренного сустава медианы выраженности фиброза костной ткани субхондральных отделов головки бедра составили 2 (2-2) балла и 3 (2,8-3) балла соответственно.
Сводные данные значения выраженности фиброза суставной поверхности и субхондральной костной ткани с учетом этиологической формы остеоартроза тазобедренного сустава представлены в таблице 5.
Максимальная выраженность фиброза суставной поверхности определяется при посттравматическом коксартрозе и составляет в 1,2 раза больше по сравнению с аналогичным показателем при диспластическом (р=0,008) и в 1,8 раза больше по сравнению с постишемическим остеоартрозом тазобедренного сустава (р 0,0001) (рисунок 14). Минимальное значение выраженности фиброза зафиксировано при постишемической форме коксартроза и составило в 1,5 раза меньше по сравнению с диспластическим остеоартрозом тазобедренного сустава (р=0,000002).
Фиброзные изменения суставной поверхности головки бедренной кости при посттравматическом коксартрозе. Разрастание фиброзной ткани (указано черной стрелкой), дистрофически измененные хондроциты (указано красной стрелкой). Окраска гематоксилином и пикрофуксином. Ув. 100. Максимальная выраженность фиброзных изменений костной ткани определяется при диспластическом остеоартрозе тазобедренного сустава и составила в 1,3 раза больше по сравнению с посттравматическим (р 0,0001) и в 1,95 раза больше по сравнению с постишемическим коксартрозом (р 0,0001) (рисунок 15). Минимальное значение выраженности фиброза костной ткани определялось в случае постишемической формы остеоартроза тазобедренного сустава и составило в 1,5 раза меньше по сравнению с посттравматической этиологией (р 0,0001).
Оценка уровня пролиферативной активности и апоптоза клеток костной ткани головки бедра
Биологические, морфологические и клинические проявлениями различных этиологических форм коксартроза имеют много общего. На поздних стадиях данного заболевания эндопротезирование является наиболее распространенным методом лечения. Однако повышенный риск развития сердечно-сосудистых заболеваний у пациентов, перенесших эндопротезирование, различные послеоперационные инфекционные осложнения, перепотезные переломы на данном участке кости, ограниченный срок службы самого протеза заставляют искать альтернативные пути лечения больных остеоартрозом. Направленность такого поиска сосредоточена главным образом на регулировании биологических процессов, участвующих в развитии и прогрессировании остеоартроза.
В литературе имеется большой объем данных гистологического исследования суставной поверхности и костной ткани головки бедра при остеоартрозе, разработаны различные классификации стадийности данного патологического процесса. В последние годы внимание исследователей привлекают механизмы ремоделирования костной ткани и регуляция этих процессов. Большое значение в патогенезе остеоартроза уделяется гипоксии и механизму неоваскулогенеза, реализующемуся по средствам синтеза VEGF клетками костной ткани. Доказано, что низкая экспрессия VEGF в клетках костной ткани при остеоартрозе ведет к ускорению дифференцировки и созреванию остеокластов и ускорению резорбтивных процессов.
В настоящее время особое внимание исследователей привлекает жизненный цикл клеток костной ткани и его влияние на прогрессирование остеоартроза. В условиях выраженной гипоксии при асептическом некрозе головки бедренной кости отмечается повышение экспрессии белка р53 в остеобластах. Кроме того, под действием высоких доз стероидных гормонов аналогичная картина отмечается и в остеоцитах. Исследование процессов ремоделирования костной ткани сопровождается изучением пролиферативной активности ее клеточных компонентов. В различных исследовательских работах указано, что Ki-67 позитивные остеобласты составляют примерно от 4% до 5% пула всех остеобластов, а Ki-67 позитивные остеоциты не определяется вовсе.
В настоящей работе проведено исследование 95 головок бедренных костей, удаленных при эндопротезировании тазобедренного сустава у пациентов с коксартрозом III-IV стадии. Применялись такие современные методы исследования, как гистологический, морфометрический (компьютерный анализ микроскопических фотоснимков), иммуногистохимический и статистическая обработка полученных данных.
Проведенный морфометрический и иммуногистохимический анализ ткани головки бедра позволил выявить ряд особенностей, характерных для остеоартроза тазобедренного сустава диспластической, постишемической и посттравматической этиологии.
Для головки бедренной кости при диспластическом остеоартрозе тазобедренного сустава наиболее характерны выраженные фиброзные изменения костной ткани субхондральных отделов и минимальная толщина суставной поверхности. Площадь костных балок и их толщина при данной нозологической форме остеоартроза имеют максимальные значения. При диспластическом остеоартрозе отмечаются максимальные показатели экспрессии VEGF остеобластами и минимальные остеокластами, регистрируется минимальная численность остеокластов. Пролиферативная активность остеобластов и уровень экспрессии белка bcl-2 (ингибитора апоптоза) в остеоцитах имеют максимальную экспрессию.
Минимальные фиброзные изменения суставной поверхности и костной ткани субхондральных отделов головки бедра специфичны для остеоартроза тазобедренного сустава постишемической этиологии. Толщина суставной поверхности головки бедра имеет максимальные показатели, а толщина костных балок и их площадь минимальны. Постишемический остеоартроз характеризуется максимальной экспрессией VEGF остеокластами и минимальной остеобластами. Площадь сосудов микроциркуляторного русла при этом имеет максимальное значение. Также отмечается максимальное количество остеокластов и экспрессии ими TRAcP. Максимальный уровень экспрессии белка bcl-2 характерен для остеобластов.
Головка бедра при остеоартрозе тазобедренного сустава посттравматической этиологии характеризуется максимально выраженными фиброзными изменениями суставной поверхности. Показатель площади костных балок субхондральных отделов головки бедра при данной нозологической форме остеоартроза тазобедренного сустава занимает промежуточное значение между двумя вышеописанными этиологическими формами коксартроза. Для посттравматического остеоартроза тазобедренного сустава характерны минимальные значения экспрессии VEGF остеобластами и их пролиферативная активность. Уровень экспрессии VEGF остеокластами находится на среднем уровне между аналогичными показателями при диспластическом и постишемическом коксартрозе.
Выполненный корреляционный анализ изучаемых характеристик ткани головки бедра при диспластическом, постишемическом и посттравматическом остеоартрозе тазобедренного сустава позволил выявить ряд особенностей. Во всех случаях отмечается отрицательное влияние гипоксии на процессы остеогенеза в ткани головки бедра за счет стимуляции резорбтивной активности остеокластов.
Если при диспластическом коксартрозе площадь сосудов имеет прямую корреляцию высокой тесноты с уровнем экспрессии VEGF остеобластов, а при посттравматическом коксартрозе данная взаимосвязь становится умеренной тесноты, то при остеоартрозе тазобедренного сустава постишемической этиологии корреляция между этими двумя показателями отсутствует совсем.